(57)【要約】【課題】  ビアホールの形成位置のばらつきをなくすとともに、ビアホール内に充填された導電性物質とセラミック基板との間に空隙が生じないようなセラミック基板の製造方法を提供する。【解決手段】  焼成形成したセラミック基板表面に非貫通孔を形成し、非貫通孔内にセラミック基板から選択除去可能な充填物質を充填する。非貫通孔表面を導電性層で覆う。裏面からセラミック基板を研磨し、充填物質を露出させた後、充填物質を除去し、セラミック基板に貫通孔を形成する。セラミック基板表面の導電性層を一方の電極として使用してめっきを施し、貫通孔内にメッキ金属を充填してビアホールを完成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック基板の厚み方向に貫通し、該貫通孔内に導電性物質が充填されたビアホールを備えるセラミック基板の製造方法において、
焼成形成したセラミック基板表面に非貫通孔を形成する工程と、
該非貫通孔内にセラミック基板から選択除去可能な充填物質を充填する工程と、
該充填物質で充填された前記非貫通孔表面を導電性層で被蓋する工程と、
前記セラミック基板裏面から、少なくとも前記非貫通孔の底面に達する厚さまで前記セラミック基板を研磨し、前記充填物質を露出する工程と、
該充填物質を除去し、前記セラミック基板表面に至る貫通孔を形成する工程と、
前記貫通孔内に露出する前記導電性層にメッキを行い、前記貫通孔内にメッキ金属を充填してビアホールを形成する工程と、を含むことを特徴とするセラミック基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セラミック基板の両面を貫通する孔に導電性物質を埋め込んだビアホールを備えたセラミック基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
セラミック基板にビアホールを形成する一般的な方法を図２に示す。まず、ガラスセラミックスやアルミナセラミックスよりなる粉末と有機バインダ、可塑剤、有機溶剤などを混合したスラリーを作り、これを高分子よりなるキャリアフィルム上に一定の厚さに塗布し、乾燥してグリーンシート６を形成する（図２Ａ）。次に、グリーンシート６のビアホール形成予定位置にパンチで穴７を開け（図２Ｂ）、この穴７にスクリーン印刷等により導電ペースト８を充填する。その後、焼成することによりビアホールを備えたセラミック基板９を得ていた（図２Ｃ）。この種のビアホールを備えたセラミック基板の製造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平５−１９１０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述した従来のセラミック基板にビアホールを形成する方法では次のような問題点が生じる。まず第一に、グリーンシートを焼成する際、熱収縮が起こる。またその収縮率は使用するグリーンシートの組成、粉体ロットなどにより異なってしまう。その結果、焼成後のセラミック基板のビアホールの形成位置がばらつくという問題があった。このようなセラミック基板を実装基板として用いた場合、設計通りの特性が得られない。第二に、穴７内に埋め込まれた導電ペースト８とグリーンシート６を焼成して形成した導電性物質とセラミック基板が、焼成温度から室温に冷却する際、それぞれの収縮率に差があるため、セラミック基板と導電性物質との間に空隙が生じるという問題があった。このようなセラミック基板では、その表面に回路配線等を形成するためのフォトリソグラフ工程において、セラミック基板表面にフォトレジストを塗布すると、空隙内にフォトレジストが入り込んでしまう。
【０００４】
本発明は、ビアホールの形成位置のばらつきをなくすとともに、ビアホール内に充填された導電性物質とセラミック基板との間に空隙が生じないようなセラミック基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記目的を達成するため、セラミック基板の厚み方向に貫通し、該貫通孔内に導電性物質が充填されたビアホールを備えるセラミック基板の製造方法において、焼成形成したセラミック基板表面に非貫通孔を形成する工程と、該非貫通孔内にセラミック基板から選択除去可能な充填物質を充填する工程と、該充填物質で充填された前記非貫通孔表面を導電性層で被蓋する工程と、前記セラミック基板裏面から、少なくとも前記非貫通孔の底面に達する厚さまで前記セラミック基板を研磨し、前記充填物質を露出する工程と、該充填物質を除去し、前記セラミック基板表面に至る貫通孔を形成する工程と、前記貫通孔内に露出する前記導電性層にメッキを行い、前記貫通孔内にメッキ金属を充填してビアホールを形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のセラミック基板の製造方法によれば、焼成形成したセラミック基板に非貫通孔を形成し、その非貫通孔からビアホールを形成する。非貫通孔を形成した後に、セラミック基板を焼成等することはないので、グリーンシート状態でビアホールを形成する従来例と比較して、焼成時の熱収縮によるばらつきを除去することができ、ビアホールの形成位置精度を保つことができる。またビアホール内に充填する導電性物質は、メッキ法により形成したメッキ金属であるので、セラミック基板との間に空隙が生じる問題も解決される。
【０００７】
本発明によるセラミック基板をマイクロ波帯以上の高周波用セラミック実装基板として用いて高周波用装置を形成する場合、ビアホールの形成位置精度、すなわち回路寸法の正確性や、空隙のないビアホールによる接地の確実性により、装置全体の線路特性を安定化させ、分散特性を小さくすることに役立つ。例えば、ガンダイオード素子を本発明のセラミック基板に実装させ、ミリ波帯域の発振装置を形成した場合、発振周波数の分散の少ない発振装置を形成することができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明について説明する。本発明は、焼成後のセラミック基板にビアホールを形成する点が大きな特徴である。また、貫通孔に充填する導電性物質を、セラミック基板表面に形成した導電性層を一方の電極として用いて形成したメッキ金属とすることで、ビアホール内に導電性物質を充填するもので、焼成等を行わない点が大きな特徴となる。以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
本発明の実施例を図１（Ａ）〜（Ｈ）を用いて工程順に説明する。まず、図１（Ａ）に示すように厚さ約３００μｍの焼成形成したセラミック基板１を用意する。ここで用意するセラミック基板１は、最終的に形成されるセラミック基板１の厚さより厚いものである。ビアホール形成予定位置にドリルで直径約２００μｍφ、深さ約２５０μｍの非貫通孔２を形成する。ここで、非貫通孔２の深さは、最終的に形成されるセラミック基板の厚さよりも深くなるようにする。
【００１０】
その後、図１（Ｂ）に示すように、フォトレジスト３（充填物質に相当）を全面塗布し、非貫通孔２内及びセラミック基板１表面を被覆する。非貫通孔２内に気泡が残る場合には、フォトレジスト３で表面を被覆したセラミック基板１を加圧容器、あるいは減圧容器に入れ、気泡と外部の圧力差により脱泡すればよい。
【００１１】
次に、セラミック基板１表面を被覆する不要なフォトレジスト３を除去するため、全面露光を行う。ここで、露光条件は、セラミック基板１表面の厚さ分のフォトレジスト３が感光し、非貫通孔２内のフォトレジスト３は感光しないようにする。露光後、現像することで、図１（Ｄ）に示すように、非貫通孔２内にフォトレジスト３を残すことができる。
【００１２】
またセラミック基板１表面を被覆する不要なフォトレジスト３を除去するため、上記露光、現像による方法の代わりに、全面をドライエッチングし、フォトレジスト３表面から均一にエッチング除去（エッチバック）し、セラミック基板１表面が露出したところでドライエッチングを停止すれば、同様に非貫通孔２内にフォトレジスト３を残すことができる。
【００１３】
続いて図１（Ｅ）に示すように、セラミック基板１全面に金属導体層４（導電性層に相当）を形成する。金属導体層４は、金（Ａｕ）／チタン（Ｔｉ）／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）の積層膜からなり、その厚さはそれぞれ１００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、２０００ｎｍになるように真空蒸着法により形成する。この金属導体層４により、非貫通孔２の表面は、完全に被蓋される。
【００１４】
その後図１（Ｆ）に示すように、セラミック基板１を裏面から、最終的に形成されるセラミック基板の厚さになるまで研磨する。この研磨により、非貫通孔２内に充填したフォトレジスト３が、セラミック基板１裏面から露出する。例えばセラミック基板１を１００ｎｍの厚さとなるまで研磨することにより、深さ２５０μｍの非貫通孔２内に充填されたフォトレジスト３が裏面に露出することになる。
【００１５】
セラミック基板１裏面に露出するフォトレジスト３を、アセトン等の有機溶剤で除去することにより、セラミック基板１両面を貫通する貫通孔２ａが形成され、貫通孔２ａ内には、先にセラミック基板１表面に形成した金属導体層４裏面の一部が露出する（図１Ｇ）。
【００１６】
金属導体層４表面を絶縁物（図示せず）で被覆し、図１（Ｈ）に示すように、金属導体層４を一方の電極として使用して電解メッキを行い、貫通孔２ａ内に柱状の金メッキ層５を成長させる。ここで金メッキ層５は、貫通孔２ａ内に露出する金属導体層４から成長し、貫通孔２ａ内を隙間なく充填することになる。このように、金属導体層４の表面を絶縁物で被覆した後、この金属導体層４を電解メッキの一方の電極として使用することで、貫通孔２ａ内に選択的に金メッキ層５を成長させることができる。
【００１７】
その後、セラミック基板１両面に必要な金属配線等を形成する（金属導体層４により配線金属を形成しても良い）ことにより、実装基板として使用されるセラミック基板を形成することができる。
【００１８】
このように本発明によれば、非貫通孔２を形成するのは、焼成後のセラミック基板であるので、設計通りの位置にビアホールを形成することができる。またビアホールに充填する導電性物質は、セラミック基板表面側から成長させるメッキ金属となるので、貫通孔内に隙間なく充填することができる。
【００１９】
以上本発明について説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものでないことはいうまでもない。例えば、非貫通孔２を形成する際、ドリルによる加工の他、セラミック基板表面に適当なマスク材を形成した後、微細砥粒を噴射して非貫通孔２を形成することができる。また非貫通孔２に充填するフォトレジスト３の代わりに、ポリイミド等の他、セラミック基板の研磨後に選択除去可能な物質を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施例を説明する図である。
【図２】従来のセラミック基板の製造方法を説明する図である。
【符号の説明】
【００２１】
１；セラミック基板、２；非貫通孔、２ａ；貫通孔、３；フォトレジスト、
４；金属導体層、５；金メッキ層、６；グリーンシート、７；穴、
８；導電ペースト
【図１】
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【図２】
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